三坐标测量机实验报告
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三坐标测量机实验报告
实验名称：零件测绘
院系：111
姓名：111
学号：111
指导教师：1111
组员：111
一、实验目的
通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操
作过程。
二、实验要求
对一件无理论数据的被测工件，制定检测计划，完成测量，绘制零件图。、
三、实验设备
DEA MISTRAL070705型三坐标测量机、标准球、被测工件、计算机。
四、分析过程
1.被测零件如图1所示，实验中需要测量俯视视角中所有能观测到的特征的尺寸，并根据需要对重要特征进行评价。试验中在确定基准面之后，以从内到外的次序依次测量俯视视角中所有的圆柱特征的圆心坐标和直径数据，以从前到后、从左到右的顺序依次测量各平面特征到基准面的距离尺寸。
图1.被测实物
2.本次试验设计测量基准面如图2所示，以前向平面作为X正向基准面，以左侧平面作为Y负向基准面，以上平面作为Z正向基准面。以三个基准面的交点为三维坐标原点。
图2.基准面设计
3.如图3所示将被测工件摆放在固定底板上，使用卡具卡住两个不需测量的特征，并使
卡具尽量远离需要测量的特征，避免干扰测量。调整工件，使拟定的X、Y向基准面尽量与测
量机水平二维运动方向平行，方便测量。
图3 零件的摆放
五、测量过程
1.新建测量程序：
双击桌面快捷键，选择“未连接侧头”，确定测量机回家（归零）运行路径无障碍后，按
下操作盒上的“START”按钮，测量机测头完成初始化。
点击“取消”按钮，新建零件程序，选择“文件—新建”，设定文件名为“102502”，接口框选择“机器1”，选定测量单位为“毫米”，点击确定。
2.测量机测头的定义和校验：
（1）测头的定义：点击“插入——硬件定义——测头”，测头文件填“102502”，“测
”，头说明”中，根据实际三坐标测量机上所安装的测头、测座和测针型号，测座选取“PROBEPH10M
”,传感器选择为“PROBETP2”，测针选择为
转接器选择为“CONVERT30MM_TO_M8THRD
“TIP5BY20MM”。
（2）测头校验的设置：点击“测量”按钮，进入校验测尖界面，“测点数”设置为9点，其他参数默认，控制方式选“自动”模式，操作类型选择“校验测尖”，校验模式中，“层数”、“起始角”、“终止角”分别填入3、0、90。点击“添加工具”按钮，“工具类型”选“球体”，直径为15.875mm，点击“确定”按钮。
（3）开始校验：将标准球摆放到测量机上，手动操纵控制盒控制测头触碰标准球最高点
处，然后测量机将会开始自动开始校验。
3.手动测量基准元素：
按顺序手动测量如图2所设定的X正、Y负、Z正三个基准面，每个面至少测量四个点，
每完成一次测量按一下控制盒上的“START”按钮，系统自动生成一个平面，Z正、Y负、X正这三个基准面分别被定义为面1、面2、面3。
4.建立工件坐标系
以面1外法线方向为Z轴，面3外法线方向为X轴，Y轴也确定了，以三个基准面的交点为原点。
具体步骤：点击“插入——坐标系——新建”，点击平面1，“找正”按钮旁的选Z正，按“找正”按钮，建立Z轴；然后只选中平面3，“旋转到”选择X正，点击“旋转”按钮，建立X轴；同时选中平面1、2、3，勾选x、y、z，点击“原点”按钮，建立三维坐标的原点。5.手动测量特征元素
本次实验需要完成俯视视角所有可见特征尺寸参数的测量，除三个基准面之外，可见特征中还包括了33个平面、17个圆柱面，按照每个平面测4个点，每个圆柱面测8个点的方法完
成所有待测特征的测量，每测完一个特征的测量按一下“START”按钮，系统界面自动生成对
应特征相对于基准的数据及机身的尺寸数据。
6.手动对被测工件进行评价
各特征尺寸完成测量后，需要对工件进行评价，尤其是重要特征的形位误差的评判，对
后续加工生产时零件形位公差的标定，有重要意义。
依据之前的测量数据，首先需要对三个基准面的平面度误差以及相互间的垂直度误差进
行评判，以此为依据可以判断以三个基准面生成的三维坐标轴与理论的三维坐标轴之间的偏
差。
上表面有两个沉孔与一个通孔同轴，因此通孔轴线相对于上表面的垂直度误差以及各沉
孔对通孔的同轴度误差也是需要评价的对象。
各加工平面与对应基准面之间的平行度、垂直度或角度误差也是需要评判的对象。
试验中，选定上表面为A基准面，测量上表面上各孔的轴线与其垂直度误差，选定中心
通孔的轴线为B基准，测量各沉孔与其同轴度误差，选定前表面为C基准面，测量后加工表面与其平行度误差。
六、测量与评价结果
具体被测工件的三维、二维图和各个特征尺寸的测量结果见所附测量报告和所附CAD图，所进行的形位误差评价结果如下：
1.平面一（Z正方向基准面）的平面度误差为0.00345mm；
2.平面二（Y负方向基准面）的平面度误差为0.01287mm；
3.平面三（X正方向基准面）的平面度误差为0.00009mm；
4.圆柱一轴线对平面一的垂直度误差为0.00335mm；
5.圆柱二（内沉孔）对圆柱一轴线的同轴度误差为0.03432mm；
6.圆柱三（外沉孔）对圆柱一轴线的同轴度误差为0.03138mm；
7.平面八（后表面）对平面三的平行度误差为0.07733mm。
七、总结体会
通过本次三坐标测量机课程的学习，我了解了三坐标测量机的功能和在实际生产生活中
的应用，在四次实验课的实践学习过程中，我们在老师的指导下，通过实际操作测量机软、硬
件，理解了三坐标测量的测量过程和注意事项，感受到了其在反向测绘、工件几何精度评判等方面的强大功能和巨大优势。在最后一次的小组合作中，我们完成了一个工件从测量过程设计
到完成测量、绘制零件图的全部过程，基本掌握了三坐标测量机的基本实际应用过程，对我们今后参与到生产实际过程中解决实际问题提供了一个新的方法，使我受益匪浅。